Ранние трудности оставляют долговременные следы в ДНК павианов

Ранний жизненный опыт животного может значительно повлиять на его способность к выживанию даже спустя годы или десятилетия, и метилирование ДНК может помочь зафиксировать эти эффекты.

В исследовании 256 диких павианов, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка и Университета Дьюка обнаружили, что ограниченность ресурсов в раннем возрасте была связана со множеством различий в метилировании ДНК — небольшой химической метке на последовательности ДНК, которая может влиять на активность генов.

Ограниченность ресурсов оказалась важнее других типов стрессовых факторов ранней среды, что указывает на особую важность депривации ресурсов в первые годы жизни. Однако исследователи также предполагают, что аспекты среды на момент взятия проб, такие как социальный статус, могут быть более важными для объяснения различий в метилировании ДНК между особями. Это указывает на то, что между ранними жизненными событиями и их последствиями в более поздней жизни существует множество путей.

Такие неблагоприятные условия среды, особенно в раннем возрасте, могут иметь долгосрочные последствия для здоровья и выживания животного. Например, у макак-резусов детёныши, разлучённые с матерями вскоре после рождения, более восприимчивы к болезням в дальнейшей жизни. Идея о том, что такие различия возникают из-за долгосрочных изменений в биологии животного, называется «биологическим закреплением» (biological embedding).

Предполагается, что изменения в метилировании ДНК — «эпигенетической» модификации последовательности ДНК — могут способствовать такому закреплению, особенно потому, что эти изменения могут быть стабильными и влиять на активность генов и, потенциально, другие признаки. Однако исследования связи между ранними жизненными трудностями и метилированием ДНК у диких млекопитающих ограничены.

Для изучения этой связи международная команда исследователей изучила популяцию диких павианов в Кении.

«Наше исследование включало 256 павианов — 115 самцов и 141 самку — и мы объединили данные по метилированию ДНК с экологическими, поведенческими данными и данными по жизненной истории, собранными за более чем 50-летнюю историю наблюдений на этой площадке», — говорит первый автор Джордан Андерсон.

Депривация ресурсов в раннем возрасте может влиять на здоровье

Неожиданно исследование показало, что потеря матери не была сильно связана с вариациями в метилировании ДНК — как и ранний социальный статус или социальная изоляция. Вместо этого наиболее чёткие результаты были получены при анализе засухи и плохого качества среды обитания, которые ограничивают доступность пищи для павианов.

Исследователи также обнаружили, что множественные воздействия ранних невзгод оставляют особенно сильные «подписи». «Воздействие повторяющихся ранних жизненных трудностей, по-видимому, имеет кумулятивный эффект на метилирование ДНК. Например, для тех, кто родился в плохих условиях ранней жизни, влияние засухи больше», — говорит старший автор и руководитель проекта Дженни Танг.

Авторы подчёркивают важность изучения того, влияют ли различия в метилировании ДНК на активность генов, как это предсказывает теория биологического закрепления. «Мы сделали шаг в этом направлении, используя геномные подходы, чтобы проверить, может ли метилирование ДНК влиять на экспрессию генов в изолированных клетках. Но необходимо гораздо больше исследований, чтобы понять, как ранние жизненные трудности влияют на физиологию, здоровье и выживание животных, включая, но не ограничиваясь, их воздействием на метилирование ДНК», — говорит Танг.